高精度高稳定度极微弱信号放大器的设计

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测量微弱信号的放大电路设计要点与技巧

测量微弱信号的放大电路设计要点与技巧测量微弱信号是科研领域中常见的实验任务之一，而放大电路设计则是实现这一目标的关键。

在本文中，我将探讨一些测量微弱信号的放大电路设计要点和技巧，希望能为科研工作者提供有益的指导。

首先，了解信号的性质至关重要。

微弱信号通常在低频范围内，并且很容易受到环境干扰。

因此，在设计放大电路时，要考虑选择适当的频率带宽。

一般来说，带宽应该比信号频率的两倍高，这样能够有效地避免高频噪声的干扰。

其次，选择合适的放大器是成功设计放大电路的关键。

低噪声放大器是测量微弱信号的理想选择，因为它们能够增加信号的幅度同时减少噪声的干扰。

常见的低噪声放大器包括运算放大器和差动放大器。

运算放大器广泛应用于各种测量仪器中，而差动放大器则在抵抗共模噪声方面表现出色。

此外，合理设置放大器的增益也是非常重要的。

过高的增益可能会引入更多的噪声，因此需要在信号幅度和噪声干扰之间寻找一个平衡点。

经验表明，设置适当的增益可以确保信号得到放大，同时保持噪声干扰的最低程度。

在设计放大电路时，还需要注意地线的布局和连接。

地线是将电路与外界连接的重要通道，不良的地线布局可能导致干扰信号的引入。

因此，要确保地线布线短小粗直，尽量减少环路面积，以减少可能引入的噪声干扰。

此外，选择合适的滤波器也是测量微弱信号的成功关键之一。

滤波器能够消除信号中的杂散噪声，从而提高信噪比。

常见的滤波器类型包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

不同的信号频率需要不同类型的滤波器，因此在设计放大电路时要仔细选择合适的滤波器。

最后，校准和调整放大电路也是设计过程中的关键环节。

由于不同的器件走线、元件容差等原因，放大电路可能存在一些偏差。

因此，需要通过校准和调整来保证放大电路的准确性和稳定性。

校准过程中需要使用特定的校准仪器和设备，例如示波器和信号发生器。

综上所述，设计测量微弱信号的放大电路需要特别关注信号性质、放大器选择、增益设置、地线布局、滤波器选择和校准调整等方面。

微弱信号放大电路设计

微弱信号放大电路设计1. 引言微弱信号放大电路是一种常见的电子电路设计，用于将输入信号放大到足够大的幅度以供后续处理或分析。

本文将详细讨论微弱信号放大电路的设计原理、常用电路结构以及一些注意事项。

2. 设计原理在微弱信号放大电路设计中，主要考虑的是信号放大的增益和电路的噪声特性。

通常情况下，微弱信号放大电路采用放大器作为主要元件，通过控制放大器的增益来实现信号的放大。

2.1 放大器的工作原理放大器的工作原理是利用电子器件（如晶体管、运放等）的非线性特性，将输入信号的小幅度变化转化为输出信号的大幅度变化。

放大器通常由输入级、中间级和输出级组成，其中输入级负责将输入信号转换为小幅度变化的电压，中间级将小幅度变化的电压放大到一定程度，而输出级则进一步放大并驱动负载。

2.2 增益和频率响应在微弱信号放大电路设计中，增益和频率响应是两个重要的参数。

增益表示电路将输入信号放大的倍数，通常以分贝（dB）为单位表示。

频率响应则描述了放大器对不同频率信号的放大程度，一般以频率-增益图形式表示。

3. 常用电路结构微弱信号放大电路可以采用多种不同的电路结构，下面介绍几种常见的结构。

3.1 基本放大器电路基本放大器电路是最简单的放大器结构，包括输入电阻、输入耦合电容、放大器和输出耦合电容。

这种电路结构适用于较低频率的信号放大。

3.2 双射极放大器双射极放大器是一种常用的放大器结构，具有高的增益和宽广的频率响应。

它由两个共射极晶体管组成，通过负反馈来提高线性度和稳定性。

3.3 差分放大器差分放大器由两个双射极晶体管组成，具有良好的抗干扰能力和共模抑制比。

差分放大器常用于抗干扰要求较高的放大场合。

4. 注意事项在设计微弱信号放大电路时，需要注意以下几点：4.1 输入信号的幅度微弱信号放大电路的输入信号幅度通常较小，需要选择合适的放大倍数以保证输出信号的可靠性。

4.2 电源噪声和干扰电源噪声和干扰可能会影响放大器的性能，设计时应注意选择低噪声的电源和合适的滤波电路来抑制噪声和干扰。

用于微弱信号检测的锁定放大器设计

究的各个领域得到了广泛的应用，推动了物理、化学，生物医学、地震、海洋、核技术等行业的发展『１］。
锁定放大器能够较大程度抑制噪声，首先通过调制器将直流或慢变信号的频谱迁移到调制频率处，进行放大，以避开ｌ／ｆ噪声的不利影响［２］。其次利用相敏检测器实现调制信号的调制，利用频率和相角进行检测，噪声和信号很难达到频率和幅度的一致化，设计低通滤波器有高频率带宽的性能，从而能大大减弱噪声信号的干扰，因此通过最后低通滤波器的滤波，能得到微弱的原始信号，便于我们各个方
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－７１０９．２０１４．０２．００７
用于微弱信号检测的锁定放大器设计
褚凯乐，傅越千，谭飚
（宁波工程学院，渐江宁波３１５２１１）
ｕｐ（ｔ）＝ｘ（ｔ）ｒ（ｔ）（１）
下面介绍输出ｕＡｔ）和滤波器输出ＵＯ（￡）的输出。设被调制信号为
（）＝ＣＯＳ（ａ，ｏｔ＋Ｏ）（２）
摘要：介绍一种微弱信号检测的方法，主要基于模拟乘法器芯片ＡＤ６３０作为相敏检测器ＰＳＤ，对微弱信号的幅频
特性和相频特性进行检测。该设计简单稳定，精确度高，应用广泛，在物联网应用系统和科学研究中有很大的应用价值。

微弱信号高精度线性放大电路的设计_王建宇

的差分电路的放大要求，可以有效地滤除共模信号，而只有
差分信号被放大。 Y1 和 Y2 作为双运算放大器的同时，又是
一个具有高输入阻抗的缓冲器，保证 V1 和 V2 电压不被降低，所以图 3 所示电路具有较高的输入阻抗符合一起仪表放大
器的技术要求。
在图 3 所示电路中，调节的阻值，可以线性的改变放大
材科技，2004，25(5)：71-74．
XU Yong -zhi,TENG Jun. Differential sensor system error
compensation technology [J]. Science and Technology of
Overseas Building Materials,2004,25(5):71-74.
电路具有较高的共模抑制比和较好线性度。
关键词：微弱信号;高精度;线性放大;运算放大器;共模抑制比
中图分类号：TN72
文献标识码： A
文章编号：1674－6236（2014）22-0094-03
The design of weak signal high-precision linear amplifier circuit
500≤1/2（2π×R6 ×C1 ) 同时，为保证集成运算放大器输入级差分放大电路的对称性，R5 应与 R6 和 R7 组成的电阻阻抗匹配。
4 整体电路测试
整体电路图如图 5 所示。电路中各电容电阻参数选取如表 1 所示。
图 5 整体电路图 Fig. 5 The entire circuit
电路的增益。以适合不同场合的应用。为了使电路的 CMRR
达到最大，可以同时调节 R8 和 R12 的大小而不破坏放大电路的平衡状态。

高精度放大器设计

高精度放大器设计高精度放大器设计高精度放大器设计的步骤如下：步骤一：明确设计要求在设计高精度放大器之前，首先需要明确设计的目标和要求。

例如，设计的放大器需要具有多大的增益、频率响应范围、信噪比等。

明确这些要求将有助于确定所需的电路参数和设计方法。

步骤二：选择合适的放大器拓扑结构根据设计要求，选择合适的放大器拓扑结构。

常见的放大器拓扑结构包括共射放大器、共基放大器、共集放大器等。

根据设计要求，选择拓扑结构以满足增益、频率响应和输入输出阻抗等需求。

步骤三：确定电路参数确定放大器电路所需的参数，包括电源电压、输入输出阻抗、增益、带宽等。

这些参数将直接影响放大器的性能。

可以通过计算、仿真或经验法确定这些参数。

步骤四：选取合适的器件根据设计要求和电路参数，选择合适的放大器器件。

常用的器件包括晶体管、场效应管等。

选择器件时需要考虑其参数和特性，如最大工作频率、饱和电流等。

步骤五：设计电路原理图根据上述步骤确定的电路参数和器件，设计放大器的电路原理图。

在电路原理图中，包括放大器的输入和输出端口、偏置网络、偏流源等。

步骤六：进行电路仿真使用电路仿真软件对设计的电路进行仿真，验证电路的性能是否满足设计要求。

通过仿真可以检测和修正电路中的问题，并进行性能优化。

步骤七：制作和测试原型电路根据设计的电路原理图制作原型电路板，并进行测试。

测试过程中可以测量放大器的增益、频率响应、输入输出阻抗等性能指标，与设计要求进行比较。

步骤八：优化和改进根据原型电路测试结果，对电路进行优化和改进。

可能需要调整电路参数、更换器件或改进拓扑结构等。

通过不断的优化改进，使放大器的性能逐渐接近设计要求。

步骤九：验证和认证在设计完成后，进行放大器的验证和认证。

通过对放大器进行严格的测试和评估，确保其性能满足设计要求，并符合相关的标准和规范。

最后，设计高精度放大器是一个复杂而细致的过程。

需要充分考虑电路参数、器件选择和电路拓扑结构等方面，通过仿真和测试来验证和改进设计。

如何设计一个简单的放大器

如何设计一个简单的放大器放大器是电子设备中不可或缺的一部分，它能够将弱信号增强到足够的水平，以便于后续处理或输出。

设计一个简单的放大器并不难，只需要一些基本的电子元件和一些简单的电路连接，下面将介绍一种常见的放大器设计方法。

1. 选择放大器类型在设计放大器之前，首先需要确定所需要的放大器类型。

常见的放大器类型包括运放放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）和晶体管放大器等。

在这里，我们选择使用Op-Amp放大器，因为它具有简单、稳定以及高增益的特点。

2. 确定放大器的增益需求放大器的增益表示信号放大的程度，根据具体的应用需求，可以确定所需要的增益大小。

在这里，我们假设需要一个增益为10的放大器。

3. 选择合适的Op-Amp芯片根据放大器的增益需求，选择一个合适的Op-Amp芯片。

不同的芯片型号具有不同的参数和性能指标，需要根据具体需求进行选择。

在这里，我们选择了一款常用的Op-Amp芯片LM741。

4. 确定电源电压放大器通常需要供电，需要确定所需要的电源电压。

一般来说，Op-Amp芯片的工作电压为±15V，但是在一些低功耗应用中，可以选择低电源电压。

在这里，我们选择了±9V的电压供应。

5. 设计放大器电路根据所选择的Op-Amp芯片和电源电压，设计放大器的电路。

典型的Op-Amp放大器电路包括反馈电阻和输入电阻等。

对于我们所需的增益为10的放大器，可以采用非反向放大器的电路结构，如下图所示：(图例：Op-Amp非反向放大器电路图)在图中，R1和R2分别代表反馈电阻和输入电阻。

根据非反向放大器的公式可知，输出电压（Vo）与输入电压（Vin）的关系为Vo = Vin * (1 + R2/R1)。

根据所需要的增益为10，可以选择R2=9kΩ和R1=1kΩ。

通过调整R1和R2的比例，可以改变放大器的增益大小。

6. 组装放大器电路根据设计好的电路图，通过焊接等方式将电子元件进行连接和组装。

一种微弱信号的宽带程控高增益放大器设计

１２动态增益的理论分析．
ｏｎＩＣＤ．Ｔｈｙｔｍｓｒｌａｌｎｔｂｅｗｉｈｌｗｏｓｎｄｈｇｈｅｆｃｅｃ．ｅｓｓｅｉｅｉｂｅａｄｓａｌｔｏｃｔａｉｆｉｉｎｙ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒａａｐｉｉｒ；ｈｉ — ｉｏｄｂｎｄａｍｌｆｅｇｈｇａｎ；ｐｏａｍａｂｅ；ＭＣＵ；ＶＣＡ８１ｒｇｒｍｌ０
ｐｉｌｙ１ｍＶＳａｄｈｓｔｅｇｉａｇｒｍＢｔ０ｄｅａｌｏａｕｌｄｕｔｂｅｆＲＭｎａｈａｎｒｎｅｆｏ０ｄｏ８Ｂｄｆｕｔｒｎａｌａｊｓａｌ．Ｔｈｘｍｕｏｔｕｏｔｇｆｐａ＆ｐａｍｙｅｍａｉｍｕｐｔｖｌｅｏｅｋａｅｋ
ｉ２ｓ４Ｖ，ｒｓｎｄｆｌｗｉｈｎｔｃｐｆｔｓｎｄｉｒｎｄ１ｄＢ．Ｗｈｅｈｅａｐｉｉｒｇａｎｉ０ｄＢ，ｔｅｏｐｕｏｉｅｖｔｇｅｏｆｔｅｉｅａａｌｔｉｈｅｓｏｅｏｈｅｐａｓｂａｓａｏｕｎｔｍｌｆｅｉｓ６ｈｕｔｔｎｓｏｌａｈ
一
种微弱信号的宽带程控高增益放大器设计
王康，航宇，东睨胡耿
（电子科技大学通信与信息工程学院，都６１３）成１７１
摘要：本文设计并制作了ｏ１Ｈｚ带宽的宽带放大器，大器可放大不低于１ｍＶ的有效值信号，益０８Ｂ预～５Ｍ放增～０ｄ设或手动可调，大输出电压峰峰值为４在通频带范围内起伏增益１ｄ左右，大器在增益为６Ｂ的时候，出最２Ｖ，Ｂ放Ｏｄ输噪声电压的峰一值为２０ｍＶ，过单片机控制可以实现电压增益和放大器的带宽可预置并显示的功能。整个系统工峰０通

弱信号放大电路的设计

弱信号放大电路的设计摘要：依据仪表放大器的工作原理，利用德州仪器公司的TLC2652设计了一低频弱信号放大电路。

通过Multisim软件仿真分析，该电路具有极高的输入电阻，极低的输出电阻，共模抑制能力很强，能放大频率在0～300 Hz内的微伏级信号，且该电路的工作稳定，失真度小。

关键词：弱信号放大；TLC2652；仪表放大器0 引言在研究自然现象和规律的实践中，经常会遇到检测被强背景噪声淹没的微弱信号问题，如地震波的分析、卫星信号的接收、植物电信号、医疗中脑电波的分析等。

这些问题都归结为微弱信号的检测。

微弱信号检测与处理是随着工程应用而不断发展的一门学科，采用一系列信号处理的方法，检测被噪声背景淹没的微弱信号。

由于在微弱信号检测与处理系统中，我们获取的信号是极其微弱的，因而我们不能直接选用普通的放大器，否则放大器的本底噪声就可能淹没了我们的实际信号，所以在这一过程中，如何在抑制噪声的前提下增大微弱信号的幅度是我们获取有用信号的关键。

本文主要以直流与低频信号为研究对象设计一弱信号放大器，并进行仿真分析。

1 集成运算放大器的选择随着集成工艺与电子技术的发展，集成运算放大器的性能越来越好。

TLC2652是德州仪器公司使用先进的LinCMOS工艺生产的高精度斩波稳零运算放大器。

斩波稳零的技术使TLC2652具有优异的直流特性，将失调电压及其漂移、共模电压、低频噪声、电源电压变化等对运算放大器的影响降低到了最小值，因此TLC2652非常适合用于微信号的放大。

1．1 TLC2652的内部结构如图1所示，TLC2652主要由5个功能模块构成：(1)主放大器(Main)：与一般的运算放大器不同，它有三个输入端。

除引出芯片外部的同相和反相输入端外，其在芯片内部还有一个用于校零的同相输入端。

(2)校零放大器(Null)：它也有三个输入端，但与主放大器相反，在芯片内部的输入端是反相输入端。

(3)时钟和开关电路：内部时钟产生时钟信号，控制各开关按一定的时序闭合与断开。

小信号放大器设计

输出阻抗
放大器输出端对负载的阻抗，影响信号的传输标，影响放大器的信噪比性能。
02
小信号放大器基本原理
放大器组成及工作原理
中间级
放大输入信号，提供足够的电压增益。
偏置电路
为各级提供合适的静态工作点。
输入级
接收微弱信号，提供适当的输入阻抗以匹配信号源。
失真度
衡量放大器输出信号波形的失真程度，影响信号的保真度。
03
设计方法与步骤
需求分析
明确放大器的性能指标，如增益、带宽、噪声系数等。
分析应用场景，了解对放大器的特殊需求，如低功耗、高线性度等。
确定输入信号的特性和范围，如频率、幅度等。
拓扑结构选择
根据性能指标选择合适的放大器类型，如低噪声放大器、宽带放
低噪声
减小放大器自身产生的噪声对信号的影响。
关键性能指标
增益
衡量放大器放大信号的能力，通常用电压放大倍数表示。
输入/输出阻抗
衡量放大器与信号源或负载的匹配程度，影响信号的传输效率。
带宽
衡量放大器对不同频率信号的放大能力，通常用频率响应曲线表示。
噪声系数
衡量放大器自身产生的噪声对信号的影响程度，影响信号的信噪比。
带响应（>1MHz）。
06
测试与评估方法
测试方案制定
明确测试目的
确定小信号放大器的性能指标，如增益、带宽、噪声系数等。
选择合适的测试信号
根据放大器特性和测试需求，选择适当的输入信号，如正弦波、方波等。
制定测试步骤
包括测试前的准备工作、测试过程中的操作顺序和数据记录等。
测试环境搭建及仪器配置
测试环境选择

高精度线性放大器设计

摘要本文介绍一个将微小的、变化缓慢的直流或交流信号精确地放大10~5～10~6倍的线性放大器,具有温漂小、精度高、线性好等特点。

与调制型直流放大器相比其线路简单、调试容易、通用性好。

该设计为人们的生活、生产带来了极大的方便。

而高精度运放主要是指失调和噪音非常低，增益和共模抑制比非常高的运算放大器，因为只有这样，才能使放大器的等效输入误差的综合值减小，达到高精度的目的。

此次设计主要论述了放大器的输入级，中间级，输出级的电路设计及其具体计算。

输入级将输入信号送人中间放大级。

中间放大级将输入信号放大并传递到输出级。

输出电路将放大信号提供给负载。

以仪用放大器组成放大电路，基本满足设计要求。

关键词：放大器;温漂;高精度;通用性;线性度目录第1章绪论 (1)1.1高精度放大器概况 (1)1.2运放注意事项 (1)1.3相关问题论述 (2)第2章高精度线性放大器方案设计 (4)2.1设计参数及要求 (4)2.2设计方案论证 (4)2.3总体设计方案框图及分析 (5)第3章各单元电路设计 (6)3.1输入电路设计及分析 (6)3.2中间级放大电路设计及分析 (7)3.3输出级电路设计及分析 (8)第4章整体电路设计及仿真 (9)4.1系统原理图 (9)4.2电路仿真及分析 (11)第5章课程设计总结 (13)附录Ⅰ参考文献 (14)附录Ⅱ电路总图 (15)附录Ⅲ元器件清单 (16)第1章绪论1.1高精度放大器概况近年来，各种电子产品的迅速发展，高精度放大器越来越受到人们的重视。

高精度线性放大器是模拟电路中的一个基本重要模块。

其性能直接影响到电路及系统的整体性能。

同时，现代集成电路特征尺寸越来越小，也导致集成电路产品的工作电压及功耗越来越低，这样待处理的信号越来越弱，这就要求有更高精度的放大器。

而通用放大器显然不能满足这些要求。

高精度运放主要是指失调和噪音非常低，增益和共模抑制比非常高的运算放大器，因为只有这样，才能使放大器的等效输入误差的综合值减小，达到高精度的目的。

物理实验中利用放大器提高信号传输精度的方法

物理实验中利用放大器提高信号传输精度的方法在物理实验中，为了提高信号传输的精度，放大器是一个非常重要的工具。

放大器可以放大输入信号的幅度，从而增加信号的可观测性和测量精度。

本文将介绍一些在物理实验中利用放大器提高信号传输精度的方法。

一、选择合适的放大器类型在物理实验中，根据具体的需求和信号特性，选择合适的放大器类型非常重要。

常用的放大器类型包括运算放大器和差分放大器。

运算放大器适用于需要放大直流信号或低频信号的实验，而差分放大器适用于需要放大差模信号或高频信号的实验。

正确选择放大器类型可以提高信号传输精度和降低噪声。

二、使用低噪声放大器在物理实验中，噪声是信号测量中常见的问题之一。

为了提高信号传输的精度，选择低噪声放大器非常重要。

低噪声放大器可以降低噪声水平，提高信号与噪声的比例，从而提高信号的可观测性和测量精度。

三、减小输入电阻信号传输过程中，输入电阻的大小直接影响信号的传输精度。

当输入电阻较大时，可以减小源电阻的影响，提高信号传输的精度。

因此，在物理实验中，可以选择电阻值较大的放大器，以减小输入电阻。

四、进行信号滤波处理在物理实验中，信号滤波是提高信号传输精度的一种重要手段。

通过对信号进行滤波处理，可以将高频噪声滤除，使得信号更加清晰稳定。

常用的信号滤波方法包括低通滤波和带通滤波。

低通滤波可以滤除高频噪声，而带通滤波可以滤除特定频段的噪声。

五、保持信号的完整性在物理实验中，保持信号的完整性是提高信号传输精度的关键。

当信号传输过程中出现信号衰减或失真的情况时，会对信号的传输精度产生负面影响。

因此，在选择放大器和设计实验电路时，需要注意保持信号的完整性，避免信号衰减和失真。

六、校准放大器为了确保放大器输出的信号精确可靠，及时的校准放大器是非常重要的。

通过定期校准放大器，可以保证其输出信号的准确性，提高信号传输的精度。

校准放大器的方法可以根据具体实验的要求进行选择，例如通过标准信号源进行校准，或者使用专业的校准设备。

微弱信号放大电路的设计

微弱信号放大电路的设计一、引言微弱信号放大电路是电子工程中非常重要的一个领域，因为很多传感器所产生的信号都非常微弱，需要通过放大电路来增强信号的幅度，以便于后续的处理和分析。

本篇文章旨在介绍微弱信号放大电路的设计方法和注意事项。

二、基本原理微弱信号放大电路的基本原理是利用放大器将输入信号的幅度增加到需要的水平。

一般来说，放大器有两种基本类型：单极性和双极性。

单极性放大器只能将正半周期或负半周期中的一个进行放大，而双极性放大器则可以将整个周期都进行放大。

在设计微弱信号放大电路时，需要考虑到以下几个因素：1. 噪声：由于输入信号非常微弱，所以任何形式的噪声都会对输出结果产生影响。

因此，在设计中需要采取措施来降低噪声。

2. 带宽：为了保证输出结果尽可能真实地反映输入信号，需要确保电路具有足够宽的带宽。

3. 稳定性：由于环境条件可能发生变化，比如温度、湿度等，因此需要确保电路的稳定性。

三、微弱信号放大电路的设计步骤1. 确定输入信号的幅度和频率范围：这可以帮助确定放大器的增益和带宽。

2. 选择合适的放大器类型：根据输入信号的特点和需求，选择单极性或双极性放大器。

3. 计算放大器的增益：根据输入信号的幅度和输出信号要求的幅度，计算出所需的增益。

4. 计算放大器的带宽：根据输入信号的频率范围和输出信号要求的频率范围，计算出所需的带宽。

5. 选择合适的元件：根据放大器类型、增益和带宽要求，选择合适的元件，比如运算放大器、电容、电阻等。

6. 进行仿真和测试：使用仿真软件或实际测试来验证设计结果是否符合要求。

四、微弱信号放大电路设计中需要注意的事项1. 噪声控制：在设计中需要采取措施来降低噪声。

比如可以使用低噪声元件、减小元件之间连接线路长度等方法。

2. 稳定性控制：由于环境条件可能发生变化，比如温度、湿度等，因此需要确保电路的稳定性。

可以采用负反馈等方法来增强电路的稳定性。

3. 元件选择：在选择元件时需要考虑到元件的参数是否符合要求，比如电容的容值、电阻的阻值等。

微弱信号放大电路设计

这样整个电路多级串联放大器的噪声系数才会比较
信号的大概频率范围，为减轻后续数据分析系统
[4]
的压力，该设计在前置放大电路之后加入了一个
[5]
小。多级放大器的总噪声系数计算公式为：
Nf = Nf 1 +
Nf 2 - 1 Nf 3 - 1
为了提高电路的信噪比以及排除干扰,设计时
大电路决定。由级联放大器的低噪声原理 [3]，一般要
最好用滤波器对差分放大后的信号进行处理，这
求前置放大电路的增益要尽可能大且具有低噪声，
部分是噪声抑制关键性的一步 [8] 。由于已知待检
个滤波器部件的响应由 3 个外部电阻器采用简单
数小, 也希望增益大, 以便减小后级噪声的影响。
由于具有仪表放大器输入结构的差分放大电路
[6]
的设计公式针对中心频率、Q 值和增益进行设
置。每个二阶滤波器部件提供低通和带通输出。
对共模输入信号有很强的抑制能力，对差模信号的
该设计采用高精度仪表放大器 INA828 来做前
置放大电路设计，此放大器可通过单个外部电阻器
在 1~1 000 倍范围内设置增益。由于采用新的超β输
入晶体管（这些晶体管可提供极低的输入失调电压、
失调电压漂移、输入偏置电流以及输入电压和电流
该电路利用凌力尔特公司免费提供的滤波器设
28~32 kHz，起伏为-3.55 dB，阻带衰减为-48.36 dB。
噪声），该器件可提供出色的精度。其电路如图 2 所

微弱信号放大电路的设计

微弱信号放大电路的设计引言在现代电子技术中，微弱信号的放大是一项非常重要的技术。

无论是在通信系统、医疗设备还是科学实验中，都需要对微弱信号进行放大以便于后续处理和分析。

本文将探讨微弱信号放大电路的设计原理、方法和技术要点。

微弱信号放大电路的重要性微弱信号放大电路的设计是电子技术领域中的核心问题之一。

微弱信号常常受到各种干扰和噪声的干扰，需要经过放大才能得到准确的测量结果。

因此，设计一种高性能的微弱信号放大电路是非常必要的。

设计目标设计微弱信号放大电路时，需要考虑以下几个目标：1.高增益：放大倍数越大，信号放大效果越好。

2.低噪声：尽量减小电路本身引入的噪声，以避免对微弱信号产生干扰。

3.幅频特性：保持电路在一定频率范围内的放大倍数稳定。

4.直流稳定性：保持电路在直流工作点上的稳定性，避免信号偏移。

5.低功耗：尽量减小电路的功耗，提高电路的效率。

设计原理微弱信号放大电路的设计原理主要包括以下几个方面：1.放大器类型的选择：根据应用需求选择合适的放大器类型，常见的有共射放大器、共基放大器和共集放大器。

2.反馈电路的应用：通过合理选择反馈电阻和电容来控制放大倍数和频率响应，并提高电路的稳定性。

3.噪声分析和抑制：通过降低电路本身的噪声来提高信号与噪声的比值。

4.负载匹配：保证负载与放大器之间的匹配，提高信号传输的效率。

5.电源稳定性：保证电源电压的稳定性，避免对信号放大产生影响。

设计方法在进行微弱信号放大电路的设计时，可以采用以下几个方法：1.参考已有设计方案：查阅相关文献和资料，了解已有设计方案的性能指标和实现方法，从中找到适合自己应用的方案。

2.仿真和优化：使用电子设计自动化(EDA)软件进行电路仿真，通过调整电路参数和拓扑结构来优化电路性能。

3.实验验证：通过实际电路搭建和测试，验证设计方案的可行性和性能指标是否满足要求。

4.反馈调整：根据实际测试结果，进行反馈调整，进一步优化电路性能。

电路设计要点在微弱信号放大电路的设计中，有以下几个关键要点需要注意：超前放大器的设计要点1.输入信号的阻抗：保持输入信号的阻抗与信号源的阻抗匹配，以最大限度地传输信号能量。

高精度、高稳定度微弱信号放大器的设计

4 测试结果与结论
4.1 测试结果笔者设计的微弱信号放大电路经过长时间通电测试输出电压漂移仅为±1mv 稳定度
较高放大倍数测量数据表 1 从表 1 中可以看出 Av=9.7 Av%=0.97%<1% 线性度良好能满足高精确度测量的要求
4.2 结论从测试结果可以看出该微弱信号放大器具备高稳定度高精确度的特点并可通过改
万方数据
高精度、高稳定度微弱信号放大器的设计
作者：作者单位：刊名：
英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
任志山，黄春耀龙岩高等师范专科学校,物理系,福建,龙岩,364000
漳州师范学院学报(自然科学版) JOURNAL OF ZHANGZHOU TEACHERS COLLEGE(NATURAL SCIENCE) 2003,16(3) 8次
选用 ICL7650 集成运算放大器采用仪用放大器电路的设计方案设计出高精度高稳定度的微弱信号放大器
2 集成运算放大器的选择
2.1 ICL7650 的选择笔者原计划直接选用仪用放大器虽然仪用放大器的输入阻抗高易于与各种信号源相
匹配且稳定性也较好但由于本系统对微弱信号放大器的精度稳定度的要求很高选用了几种性能较好的仪用放大器皆不能满足要求最后选用集成运算放大器 ICL7650 ICL7650 是 Intersil 公司利用动态校零技术和先进的 CMOS 工艺制成的斩波稳零式高精度运算放大器具有超低失调和超低漂移高增益高输入阻抗的特点性能极为优越稳定因而在精密仪表及过程控制系统中作为前置放大器应用很广 2.2 ICL7650 的主要特点
1 前言
由于现今各类传感器输出的信号多为微弱的直流电压信号而测量仪表大都使用单片机控制这就需要将这些微弱的直流电压信号经放大器放大后接入 A/D 转换器供单片机处理因此该仪表中微弱信号放大器精度稳定度的高低直接关系到仪表性能的好坏笔者所要设计的微弱信号放大器系统要求将 0–5mv 的微弱直流信号放大到 0–5v 供 12 位 A/D 转换器使用即转换精度达到 1.2mv 因此对该放大器的稳定性线性等技术指标要求很高笔者

新型的高性能小信号放大器

新型的高性能小信号放大器果莉;张怀玉;杨方【摘要】针对设计高质量小信号放大器存在的许多问题,文章提出了一种新型的高性能小信号放大器,电路采用ICL公司生产的运算放大器,设计了一种新电路,结构简单,成本低廉,性能优异.【期刊名称】《东北农业大学学报》【年(卷),期】2004(035)004【总页数】4页(P480-483)【关键词】小信号;放大系统;测量;共模抑制比热【作者】果莉;张怀玉;杨方【作者单位】东北农业大学工程学院,黑龙江,哈尔滨,150030;东北农业大学工程学院,黑龙江,哈尔滨,150030;东北农业大学工程学院,黑龙江,哈尔滨,150030【正文语种】中文【中图分类】农业科学第 35 卷第 4 期2004年 8 月东北农业大学学报Joumalof NoItheast Agricultural University 35(4):480~483Aug.2004文章编号1005-9369 (2004) 04-0480-04新型的高性能小信号放大器果莉，张怀玉，杨方（东北农业大学工程学院，黑龙江哈尔滨 150030 ）摘要：针对设计高质量小信号放大器存在的许多问题，文章提出了一种新型的高性能小信号放大器，电路采用ICL 公司生产的运算放大器，设计了一种新电路，结构简单，成本低廉，性能优异。

关键词：小信号；放大系统；测量；共模抑制比中图分类号：TN722.7'7文献标识码： A对于测量极微弱电信号检测仪器，为分辨出 pA级电信号，要求具有较高的输入阻抗(1015Q) 和极低的偏置电流(0.1pA)的差动输入仪器放大电路。

但是小信号检测的特殊性，直接采用集成化仪器放大器来作为小信号放大器，仍然存在许多问题，例如：工频 50Hz 和传感器极化电压等干扰。

前者是以共模形式存在，幅值可达几伏甚至几十伏，所以小信号放大器必须有较高的共模抑制比；后者是南于传感器测量时而产生的误差直流电压，最大可达几百毫伏，因此小信号放大器的前级增益不易过高，或者采用超低频的交流放大器。

高精度高稳定度极微弱信号放大器的设计

R10
V1C
R9
R11
GND
C5
C6
-
VP R15
R16
+
+5V
+ V0C
-
+5V
R17
R18
GND
图 8 中间级放大电路 I
其反向比例放大电路的放大倍数由
R9、R10
控制：
AVF 1
=
VP V1C
=
R10 = 15 R9
二阶压控低通滤波电路的传递函数为：
A(s) = V0C =
AVF 3
VP 1 + (3 − AVF3 )sC5 R15 + (sC5 R15 )2
鉴别出来。由于电源与信号共地，共地串入的干扰对系统的精度也有较大的影响。
实验证明，该系统无法对微弱信号进行有效的抑制噪声，而且噪声的源头较多，输入电
压 0—50 µ V 内，放大器的放大倍数线性较差（ ∆AV = 5% ）。达不到高精度、高稳定度测
量极微弱信号的要求。仪表放大器经过快速的发展，现已出现了很多型号的集成仪表放大器，如 AD625、
1
8
2
7
3
6
4
5
V+
输出
V−
图 3 INA118 放大电路图由于我们需要放大的是极其微弱的电压信号，噪声的幅度远远大于信号的幅度，如果将 INA118 的倍数调的过大，就会导致后续放大电路的饱和，设计的仪表放大器放大倍数为
AV 1
=
1+
50kΩ RG
=
6倍
mV
2 1.5
1 0.5
0 -0.5 0
-1 -1.5
rgina118放大电路图由于我们需要放大的是极其微弱的电压信号噪声的幅度远远大于信号的幅度如果将ina118的倍数调的过大就会导致后续放大电路的饱和设计的仪表放大器放大倍数为50krg1002003004005001152ina118的输出信号由于噪声与信号同时放大不利于后续放大电路的工作所以信号经仪表放大器放大后需要进行滤波而普通的一阶高通低通滤波电路由于滤波陡度较为平缓滤波效果较差不能有效地达到我们的要求在本系统中采用二阶压控高通低通滤波电路

弱信号宽带放大器的设计

本科毕业设计（论文）学院(部)电子信息学院题目弱信号宽带放大器的设计年级2014级专业微电子科学与工程班级14微电子学号1428402019姓名武琪指导老师窦玉江职称讲师论文提交日期2018年5月21日目录摘要 (1)Abstract (1)第一章前言 (2)1.1研究背景与意义 (2)2.2国内外的研究现状及发展动态分析 (3)1.3论文主要研究内容以及组织结构 (4)1.3.1论文主要研究内容 (4)1.3.2 论文组织结构 (4)第二章弱信号宽带放大器的设计原理 (5)2.1电流-电压转换 (5)2.2集成运算放大电路 (6)2.2.1反向比例运算电路 (7)2.2.2同相比例运算电路 (8)2.2.3 电压跟随器 (9)2.3隔直电路 (10)2.4 防干扰措施 (11)2.4 本章小结 (11)第三章弱信号宽带放大器的硬件设计 (11)3.1电流电压转换电路的设计 (11)3.2放大模块的设计 (12)3.2.1 放大电路的设计 (12)3.2.2运放的选择 (12)3.3电压跟随器的设计 (13)3.4弱信号宽带放大器的整体电路 (14)3.5本章小结 (14)第四章弱信号宽带放大器的实验分析 (15)4.1电流电压转换电路的实验分析 (15)4.2放大模块的实验分析 (17)4.3电压跟随器的实验分析 (20)4.4弱信号宽带放大器的整体电路实验分析 (23)4.6 本章小结 (26)第五章总结与展望 (27)5.1总结 (27)5.2展望 (27)参考文献 (27)致谢 (29)摘要可以将非电信号转换为电信号的传感器作为一种重要媒介，在日常生活中的应用也越来越频繁，人们也越来越注重经由传感器所传递出来的输出信号。

但是由传感器中传递出来的信号都是比较微弱的连续信号，难以直接观测到其具体改变过程，所以需要对其进行放大以达到记录及观察的目的。

本文根据模电基本原理，设计出针对微弱的电流信号对其进行放大功能的测量系统。

高精度弱信号放大电路的设计6-26

高精度弱信号放大电路的设计尤啟明，周俊，詹康，蔡桢荻，吴继新（江汉大学物理与信息工程学院，湖北武汉430056）摘要本文针对电阻应变式电子秤的设计，分析了如何设计高精度弱信号放大电路。

从系统的整体性角度，介绍了电子秤的设计，重点从信号产生、信号分析、信号处理和信号采集等过程，来完整地讲述高精度弱信号放大电路的设计要领。

实验结果表明：在电子秤称重范围内，测量重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g；数据抖动现象不再明显。

充分验证了此高精度弱信号放大电路设计方法的可靠性。

关键词弱信号；电子秤；信噪比；放大电路；低通滤波Design of High Precision and Weak Signal AmplifierYOU Qiming,ZHOUJun, ZHAN Kang,CAI Zhendi,WUJixin(School of Physics & Information Engineering, Jianghan University, Wuhan 430056, China) Abstract Aiming at the design of resistance strain gauge electronic scale, this essay will analysis how to design a high precision and weak signal amplifier in detail. It introduces the entire system design of the electronic scale, and stresses on the processes of the signal generation, analyzing, processing and acquiring to present the techniques and skills of the circuit design thoroughly. The results of the experiment show that within the weighing range of the electronic scale, the weighing error is below 0.5g when weighing range is under 50g, while below 1g when above 50g, with no obvious unsteady data. It gives an evidence of the reliability for this high precision and weak signal amplifier.Key words weak signal; electronic scale;signal-to-noise ratio;amplifier;low-pass filter1. 引言随着科技的不断发展,被噪声掩盖的弱信号的检测(如弱光、微振动、弱磁、微电流等)愈来愈受到人们的重视[1]，高精度放大技术也日益重要。